專利名稱：塔頂放大器及其旁路開關(guān)切換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
塔頂放大器及其旁路開關(guān)切換電路
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及通信設(shè)備的開關(guān)切換電路，尤其涉及一種塔頂放大器的 旁路開關(guān)切換電路。
技術(shù)背景
移動(dòng)通信系統(tǒng)中，由于基站與移動(dòng)臺(tái)之間存在著上、下行鏈路不平衡的 問題，在基站安裝塔頂放大器(簡稱塔放)是改善這種鏈路不平衡行之有效 的一種方法。塔頂放大器由特別靈敏的濾波器和低噪聲放大器組成，它能選 擇和放大所接收的較弱上行鏈路信號(hào)，有效改善接收信號(hào)信噪比，提高基站 的靈敏度，效果明顯。
塔頂放大器具有特殊的信號(hào)旁路功能，當(dāng)本機(jī)掉電時(shí)，塔放會(huì)通過內(nèi)部 的旁路切換開關(guān)模塊，切換到旁路狀態(tài)，給上行信號(hào)提供直通通路，用以保 持基站原有的覆蓋范圍。
目前國內(nèi)塔放的這種旁路切換功能都使用機(jī)械開關(guān)實(shí)現(xiàn)。機(jī)械開關(guān)主要 是依靠機(jī)械接觸來實(shí)現(xiàn)開和關(guān)。它的功率容量大，工作頻率范圍高，機(jī)械開 關(guān)的突出優(yōu)點(diǎn)是傳輸信號(hào)插入損耗很低，較高的隔離度，線性程度也較好， 但其存在有成本高、切換速度慢、故障率高以及壽命低等缺點(diǎn)。
塔放作為室外產(chǎn)品，工作環(huán)境極其惡劣。目前這種機(jī)械開關(guān)應(yīng)用在塔放
產(chǎn)品中會(huì)導(dǎo)致塔放的可靠性降低。具體表現(xiàn)在當(dāng)外界溫度變化劇烈時(shí)外殼 或彈片的形變加大，或是觸點(diǎn)的磨損、侵蝕及其它污染都會(huì)導(dǎo)致觸點(diǎn)接觸不 良。當(dāng)開關(guān)密封不好，溫度過低時(shí)，里面的水汽會(huì)使彈片凍結(jié)，導(dǎo)致開關(guān)不 能正常切換。這些現(xiàn)象都會(huì)引起塔放性能的急劇惡化。這就需要探索一種新 的旁路切換形式，以提高旁路切換的可靠性、降低塔放的材料成本。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的首要目的就是要克服上述不足，提供一種具有成本低廉，性能穩(wěn)定可靠的塔頂放大器的旁路開關(guān)切換電路。
本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種應(yīng)用該旁路開關(guān)切換電路的塔頂 放大器。
為實(shí)現(xiàn)該目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案
本實(shí)用新型一種旁路開關(guān)切換電路，應(yīng)用于塔頂放大器中實(shí)現(xiàn)信號(hào)的旁 路切換，包括第一和第二 PIN型二極管，第一 PIN型二極管的陽極定義為 NO端，陰極定義為COM端；第二 PIN型二極管的陰極接地，陽極定義為 NC端，NC端通過1/4波長孩吏帶線與COM端相連。所述第一PIN型二^ l管 的個(gè)數(shù)為至少兩個(gè)，彼此同向相串接。所述第二PIN型二極管的個(gè)數(shù)為至少
兩個(gè)，彼此同向，以微帶線間隔1/2波長相并接。
本實(shí)用新型一種塔頂放大器，包括至少一級(jí)放大管，塔頂放大器還包括 兩個(gè)上述的旁路開關(guān)切換電路，其中，第一旁路開關(guān)切換電路的COM端接 射頻輸入端，NO端接放大管的輸入，第二旁路開關(guān)切換電路的COM端接射 頻輸出端，NO端接放大管的輸出，兩開關(guān)的NC端通過一電容連接構(gòu)成塔 放的旁路。
與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于利用了 PIN型二極管正偏導(dǎo) 通，零偏或反偏截止的特性，完成對低噪聲放大器與旁路的信號(hào)切換功能， 其切換速度和穩(wěn)定性更適用于塔放產(chǎn)品。


圖1為本實(shí)用新型旁路開關(guān)切換電路的原理示意圖2為本實(shí)用新型旁PIN型二極管的等效電路示意圖3為本實(shí)用新型塔頂放大器的旁路開關(guān)切換模塊的一種具體實(shí)現(xiàn)電路
圖4為圖3的另一種具體實(shí)現(xiàn)電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明 請參閱圖l，本實(shí)用新型的旁路開關(guān)切換電路中，當(dāng)PIN型二極管D1、 D2外施加正偏電壓，此時(shí)二極管Dl和D2導(dǎo)通，二^f及管Dl和D2之間為1/4波長微帶線，故而，二極管D2對地短路等效為1/4波長微帶線與Dl的連接 處斷開，此時(shí)射頻信號(hào)由C0M端進(jìn)入N0端；當(dāng)二極管D1， D2零偏時(shí)，Dl, D2截止，射頻信號(hào)由COM端進(jìn)入NC端，這樣電路就實(shí)現(xiàn)了射頻信號(hào)在N0端 與NC端的切換功能。
圖2給出PIN型二極管(簡稱二極管)的等效電路的示意圖，在該圖中， Rs為電極和引線電阻，Cj為載流子在I層邊界產(chǎn)生電荷存儲(chǔ)所引起的電容(一 般為PF級(jí))，Rj為I層的電阻(一般為MQ級(jí))。當(dāng)二極管偏置電壓大于其開 啟電壓時(shí)(一般為0. 7V), 二極管導(dǎo)通，此時(shí)Rj很快地由幾MQ以上減小到1 Q以下，而Cj在微波頻率下，其容抗遠(yuǎn)大于Rj，故可將其忽略，此時(shí)二極管 等效為一小電阻Rf,稱為正向電阻(阻值等于Rs + Rj)。當(dāng)二極管零偏時(shí)，二 極管截止，忽略引線電阻Rs,此時(shí)二級(jí)管等效為一大電阻Rj與其結(jié)電容Cj 并聯(lián)。零偏時(shí)Rj較大，此時(shí)二級(jí)管進(jìn)一步等效為一小電容Cj，其容抗為1/ (co Cj)。
請?jiān)賲㈤唸D1對輸入端進(jìn)行分析，當(dāng)光電二級(jí)管D1，D2外加正偏電壓時(shí)， 二極管D1、 D2均導(dǎo)通，因?yàn)镈1， D2之間為1/4波長樣史帶線，故D2對地短路 等效到Dl處剛好為開路狀態(tài)。此時(shí)射頻信號(hào)由Dl進(jìn)入低噪聲放大管(LNA)。 當(dāng)二級(jí)管Dl, D2零偏時(shí)，Dl、 D2截止，Dl、 D2相當(dāng)于開路，射頻信號(hào)走旁 路，這樣電路就實(shí)現(xiàn)了射頻信號(hào)在LNA與旁路之間的切換。
圖3給出了在一個(gè)塔頂放大器的旁路開關(guān)切換模塊的具體實(shí)施方式
。在 該模塊中釆用兩個(gè)所述的旁路開關(guān)切換電路，由彼此的NC端通過一個(gè)電容器 進(jìn)行串接，而其中屬于從射頻輸入端RF,n與低噪聲放大管LNA之間的二極管 Dl， D4， D5的個(gè)數(shù)則可視實(shí)際需要而靈活設(shè)置。
如果系統(tǒng)達(dá)不到收發(fā)隔離度要求，可以考慮在旁路(即圖3中從RF^至 RF。uT之間圖示和直線通路，通過一電容串接)上采用兩級(jí)隔離，即旁路上采 用兩個(gè)二極管D2和D3接地來提高隔離度。在設(shè)計(jì)通路的電路結(jié)構(gòu)時(shí)要考慮 系統(tǒng)噪聲系數(shù)和旁路插損兩個(gè)技術(shù)指標(biāo)。如優(yōu)先考慮噪聲系數(shù)，可以在塔頂 放大器的前級(jí)放大管處只用一個(gè)二極管Dl。如果優(yōu)先考慮旁路插損則可以在 后級(jí)放大管級(jí)連兩個(gè)二極管D4和D5，于是根據(jù)與前級(jí)放大管連接的二極管 的數(shù)目的不同可以得出兩種實(shí)現(xiàn)方式單管實(shí)現(xiàn)方式和雙管實(shí)現(xiàn)方式。
因?yàn)閷Χ嗉?jí)放大器而言，其噪聲系數(shù)的計(jì)算公式為
,NF一 (NF2-1) /G一 (NF3-1) ……(NFn—1) /G1G2…Gn+............其中Nh為第n級(jí)放大器的噪聲系數(shù)，Gn為第n級(jí)放大器的增益。公知 的，放大器的后級(jí)的小插損的對整機(jī)的噪聲系數(shù)影響較小，由此在后級(jí)放大 管級(jí)連兩個(gè)二極管D4和D5可以得到較優(yōu)的旁路插損指標(biāo)。進(jìn)而，也就得到 了旁路開關(guān)切換模塊的基本結(jié)構(gòu)如圖3。
圖4給出了雙管實(shí)現(xiàn)旁路開關(guān)切換電路的具體實(shí)施方式
。
如前所述，當(dāng)系統(tǒng)對噪聲系數(shù)的要求不高時(shí)，旁路切換開關(guān)也可采用雙 管實(shí)現(xiàn)方式，這時(shí)便通過犧牲一點(diǎn)噪聲系數(shù)來得到更小的旁路插損和更高的 隔離度。在圖4中，Dl、 D2串聯(lián)在輸入端和低噪放之間。通過這樣的實(shí)現(xiàn)方 式，能夠獲得更小的旁路插損和更高的隔離度，然而，與圖3中涉及的實(shí)現(xiàn) 方式相比，系統(tǒng)的噪聲系數(shù)增大了。圖3與圖4兩種不同的實(shí)施例，說明了 二極管在旁路開關(guān)切換模塊的應(yīng)用的靈活性。
上述本實(shí)用新型的具體實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)在于
1) N0端(接低噪聲放大管LNA)與NC端(旁路輸出端)的兩個(gè)二極管 之間的微帶線長為1/4波長，這樣能獲得較小的插入損耗。
2) 考慮在旁路上采用若干級(jí)隔離，即旁路上采用多個(gè)二極管接地，能 得到系統(tǒng)較大的隔離度。
3 )適當(dāng)增大二極管的電流可以獲得相對小的正向電阻，從而減小由COM 端(射頻輸入端口 >到N0端的插入損耗。
上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但并不僅僅受上述實(shí)施例的 限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、 替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范 圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種旁路開關(guān)切換電路，應(yīng)用于塔頂放大器中實(shí)現(xiàn)信號(hào)的旁路切換，其特征在于，包括第一和第二PIN型二極管，第一PIN型二極管的陽極定義為NO端，陰極定義為COM端；第二PIN型二極管的陰極接地，陽極定義為NC端，NC端通過1/4波長微帶線與COM端相連。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的旁路開關(guān)切換電路，其特征在于所述第一PIN型二極管的個(gè)數(shù)為至少兩個(gè)，彼此同向相串接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的旁路開關(guān)切換電路，其特征在于所述第二 PIN型二極管的個(gè)數(shù)為至少兩個(gè)，彼此同向，以微帶線間隔l/2波長相并接。
4、 一種塔頂放大器，包括至少一級(jí)放大管，其特征在于，塔頂放大器還包括兩個(gè)如權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的旁路開關(guān)切換電路，第一旁路開關(guān)切換電路的COM端接射頻輸入端，NO端接》文大管的輸入，第二旁路開關(guān)切換電路的COM端接射頻輸出端，NO端接放大管的輸出，兩開關(guān)的NC端通過一電容連接構(gòu)成塔放的旁路。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種塔頂放大器及其旁路開關(guān)切換電路，該電路應(yīng)用于塔頂放大器中實(shí)現(xiàn)信號(hào)的旁路切換，包括第一和第二PIN型二極管，第一PIN型二極管的陽極定義為NO端，陰極定義為COM端；第二PIN型二極管的陰極接地，陽極定義為NC端，NC端通過1/4波長微帶線與COM端相連。該塔頂放大器通過采用兩個(gè)所述的電路而實(shí)現(xiàn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于利用了PIN型二極管正偏導(dǎo)通，零偏或反偏截止的特性，完成對低噪聲放大器與旁路的信號(hào)切換功能，其切換速度和穩(wěn)定性更適用于塔放產(chǎn)品。
文檔編號(hào)H04B7/005GK201414127SQ200920056848
公開日2010年2月24日 申請日期2009年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月19日
發(fā)明者林顯添, 韋建華 申請人:京信通信系統(tǒng)(中國)有限公司